生物質(zhì)水熱技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

生物質(zhì)水熱技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：生物質(zhì)技術(shù)依靠的是物質(zhì)氣化，而且物質(zhì)氣化的用途非常廣泛，原料的種類比較多，有良好的適應(yīng)性。要對(duì)生物質(zhì)水熱技術(shù)有效開發(fā)利用，物質(zhì)氣化是有效的途徑。其可以替代化石能源，不僅能源節(jié)約，還可以減少排放，對(duì)可持續(xù)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。本論文著重于研究生物質(zhì)水熱技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與建議。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；氣化；水熱技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；建議

一、生物質(zhì)水熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀

（一）利用生物質(zhì)氣化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱水的目的

1.氣化爐是生物質(zhì)氣化后實(shí)現(xiàn)熱水目的的一種方法，氣化爐有多種類型，每個(gè)類型的氣化爐都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。其中，上吸式的氣化爐有比較高的熱效率，燃?xì)庵泻苌賻Щ遥瑢?duì)于各種形狀和各種規(guī)格的原料都有良好的適應(yīng)性。這種氣化爐結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較容易放大。但是，這種氣化爐也存在缺點(diǎn)，純度不高，生產(chǎn)強(qiáng)度也不是不是很高。上吸式的氣化爐的燃?xì)庵兴械慕褂土勘容^低，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加料，而且可以連續(xù)加料。但是，這種氣化爐使用的原料中含水量比較高，燃?xì)庵泻泻芏嗟幕?，?duì)于爐排材料有比較高的要求。這種氣化爐的生產(chǎn)強(qiáng)度不高，也不容易放大，整體而言這種氣化爐在生物質(zhì)水熱方面也可以適用。氣流床對(duì)于碳有很高的轉(zhuǎn)化率，燃?xì)庵薪褂秃糠浅Ｉ?，甚至沒(méi)有焦油，非常容易放大。但是，這種氣化爐的排渣溫度很高，燃?xì)獬隹诘臏囟纫卜浅８?，冷氣效率不夠高。這就對(duì)生物質(zhì)的粒度要求很高，必須低于100微米，還對(duì)原料有較高的預(yù)處理要求，所以相對(duì)其它兩種氣化爐而言起來(lái)使用氣流床來(lái)到達(dá)水熱的目的會(huì)耗費(fèi)更多的生物質(zhì)。另外，氣流床的燒嘴很容易被燒壞，要予以維護(hù)有較高的難度。對(duì)于氣流床的建設(shè)需要投入大量難度資金，其運(yùn)行的成本也非常高。

2.由于各種氣化爐都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要使得燃?xì)鉄嶂堤岣?，生物質(zhì)水熱技術(shù)成熟，燃?xì)庵兴械慕褂秃拷档?，就需要?dú)饣癄t的氣化效率提高，原料有良好的適應(yīng)性。要使得氣化爐的燃?xì)鉄嶂堤岣撸囟ǖ目扇細(xì)怏w含量也有所提高，就需要優(yōu)化生物質(zhì)氣化爐技術(shù)。但是，在生物質(zhì)水熱技術(shù)優(yōu)化的時(shí)候需要投入大量的資金，同時(shí)能源消耗量大，甚至很有可能遭遇技術(shù)瓶頸，在短時(shí)間內(nèi)很難全面推廣。所以，氣流床依然是普遍應(yīng)用的氣化爐，適用于生物質(zhì)水熱，并且其在運(yùn)行的過(guò)程中采用空氣氣化技術(shù)，生物質(zhì)中的含灰量比較低，有較高的熱值。

3.如果采用非木質(zhì)生物質(zhì)，種植業(yè)的副產(chǎn)品諸如秸稈、中藥渣等等以及農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的副產(chǎn)品來(lái)作為發(fā)展生物質(zhì)水熱技術(shù)的資源，會(huì)由于含灰量比較高，熱值相對(duì)比較低，且密度小，含有很高的水分量，加之其中的成分復(fù)雜等原因阻礙這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，所以，非木質(zhì)生物質(zhì)燃料的品質(zhì)是非常低的。燃料的高灰分會(huì)使得流化床中的顆粒產(chǎn)生團(tuán)聚的現(xiàn)象。在使用低品質(zhì)的生物質(zhì)燃料的時(shí)候，需要經(jīng)過(guò)技術(shù)處理之后才能合理利用，將燃料進(jìn)行烘干處理，經(jīng)過(guò)粉碎之后成型，或者用烘焙的方法處理，使得燃料的品質(zhì)得以提升后用于水熱技術(shù)是最好不過(guò)了。要想可持續(xù)的研究生物質(zhì)水熱技術(shù)，就要將生物質(zhì)充分利用起來(lái)，對(duì)氣化爐合理設(shè)計(jì)，對(duì)燃料特性有良好的適應(yīng)性。

（二）生物質(zhì)水熱技術(shù)前提：凈化生物質(zhì)燃?xì)?/p>

燃?xì)鈨艋胁捎么秩細(xì)馑吹姆椒?，可以將原料中的焦油有效脫除，而且脫除效率比較高，可以達(dá)到50%至70%。在對(duì)粗燃?xì)馑吹倪^(guò)程中，較為常用的方法是在噴淋塔中進(jìn)行，粗燃?xì)饨佑|到水之后，接觸的方式是并流的形式或者逆流的形式，從而獲得凈化的效果。對(duì)于洗滌水循環(huán)再利用，但是需要定期更換，或者根據(jù)需要補(bǔ)充。采用這種方式可以起到良好的凈化作用，但是會(huì)導(dǎo)致粗燃?xì)獾娘@熱損失，而且焦油組分從原有的氣相向液相轉(zhuǎn)移，對(duì)水體造成污染的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致焦油化合物中的能量損失，用這種方法來(lái)凈化生物質(zhì)氣體，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

二、生物質(zhì)氣化水熱技術(shù)的發(fā)展建議

（一）燃?xì)馑疅峒夹g(shù)

對(duì)生物質(zhì)的氣化處理之后可以用于燃燒熱水，但是只是熱水的話需要使用低熱值燃?xì)?，燃燒溫度比較低就可以完成熱水的目的。在生物質(zhì)燃?xì)庵杏泻芏嗟碾s質(zhì)，需要特別注意的是，其中含有有堿金屬，有腐蝕作用。生物質(zhì)比較分散，要應(yīng)用生物質(zhì)氣化技術(shù)熱水，通常不會(huì)耗費(fèi)很大的生物質(zhì)燃?xì)?，這就意味著在生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用中，只需要滿足簡(jiǎn)單的水熱目的即可，就要根據(jù)原料所具備的特性來(lái)制造燃?xì)?，這項(xiàng)工作在生物質(zhì)水熱技術(shù)中也十分重要。

（二）利用燃?xì)庹羝h(huán)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)來(lái)熱水

上文提到生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂递^高，單純的只為熱水可能會(huì)造成一定的浪費(fèi)，但是它節(jié)省時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)也是毋庸置疑的。如果利用燃?xì)庹羝h(huán)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)來(lái)熱水，先將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后在轉(zhuǎn)化為我經(jīng)常使用的電能，使用電熱水器來(lái)對(duì)水進(jìn)行加熱毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)解決浪費(fèi)的問(wèn)題，并且在用電方面人們也比較熟悉。蒸汽循環(huán)聯(lián)合技術(shù)的應(yīng)用是關(guān)鍵，無(wú)論是哪一種燃?xì)鈾C(jī)，在發(fā)電的過(guò)程中會(huì)有尾氣排放出來(lái)，而且溫度比較高，介于500℃至600℃之間。對(duì)于這些能量合理利用，就需要采用技術(shù)措施回收能量。所以，對(duì)于燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備需要安裝余熱回收裝置，使得設(shè)備的利用效率提高。在生物質(zhì)氣化系統(tǒng)中，發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生尾氣，對(duì)于這些余熱充分利用的同時(shí)，還需要認(rèn)識(shí)到生物質(zhì)氣化爐出口的燃?xì)鉁囟纫彩窍喈?dāng)高的，可以達(dá)到700℃至800℃，有必要將氣化顯熱結(jié)合到燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的余熱當(dāng)中，將蒸汽充分利用起來(lái)循環(huán)發(fā)電，應(yīng)用氣化發(fā)電工藝，這就是燃?xì)庹羝h(huán)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)，然后再將這些電能再用于熱水，也是水物質(zhì)水熱技術(shù)延伸的一條途徑，能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)上面的研究